Potential groundwater contamination from surface spills of fluids associated with hydraulic fracturing operationsthe role of climate change on solute transport in the unsaturated zone

Resumo

La perforación de pozos es una de las etapas del desarrollo del campo por lo que se genera una gran cantidad de residuos. Además de los residuos, la perforación conlleva un mayor riesgo de accidentes con mayor contaminación ambiental. El tratamiento de aguas industriales junto con la descarga de fluido de perforación diluido a una determinada concentración y que contiene hidrocarburos y productos químicos nocivos contribuye a la contaminación de los suelos locales y las aguas subterráneas. El proceso de producción de gas de esquisto está acompañado de varios impactos ambientales derivados de la "fracturación hidráulica", como la contaminación de las aguas subterráneas y las altas emisiones de gases tóxicos como el dióxido de carbono, el metano y otros gases, todos los cuales contribuyen significativamente al calentamiento global. y contaminación ambiental. La tecnología de perforación con fracturación hidráulica puede causar un alto riesgo de accidentes por derrames en la superficie y, por lo tanto, contaminación del agua. El cambio climático, junto con la gran demanda de agua y el rápido aumento de las actividades industriales y agrícolas, son razones valiosas por las que todos debemos preocuparnos por la disponibilidad de los recursos hídricos y protegerlos de la contaminación. En los países productores de gas de esquisto, la contaminación de suelos y aguas subterráneas por derrames superficiales asociados a operaciones de fracturación hidráulica es uno de los problemas más preocupantes que se presentan, ya que su eliminación no es fácil ni económica de realizar, y sus efectos persisten durante muchos años. El agua subterránea contaminada es un tema prioritario en las agendas ambientales de los países desarrollados. Por lo tanto, es evidente la necesidad de desarrollar instrumentos y mecanismos de toma de decisiones que permitan estimar el peligro para la salud humana por la presencia de contaminantes en suelos y aguas subterráneas, de manera rápida y confiable. Esta investigación presenta un estudio relacionado con el marco de evaluación de riesgos para analizar y evaluar los efectos en las fuentes de agua subterránea de los derrames superficiales de fluidos de fracturación hidráulica. Por lo tanto, este estudio tiene como objetivo evaluar si el derrame de fluidos de fracturación hidráulica antes de la inyección tiene un riesgo potencial para la calidad del agua subterránea mediante la identificación de los factores hidrológicos y las características del transporte de solutos que controlan estos riesgos teniendo en cuenta los aumentos de temperatura debido al cambio climático. El enfoque utiliza el concepto del peligro de contaminación del agua subterránea basado en la comparación de la concentración de contaminantes dentro del nivel freático mediante el uso de un nivel permisible predeterminado. En este estudio se han estudiado y analizado las concentraciones máximas potenciales de contaminantes debido a un supuesto derrame de líquido de fracturación hidráulica y su impacto en la subcuenca del condado de Kern / California / Estados Unidos. La temperatura media anual actual y la de finales del siglo XXI se utilizó para estimar la difusión de benceno a través de tres tipos de suelo utilizando el software HYDRUS-1D. El software se utilizó para predecir el perfil de concentración de contaminantes de benceno en el nivel freático con especial referencia al impacto de las temperaturas superficiales. El estudio también analizó las sustancias químicas más peligrosas que se encuentran en el fluido de fracturación hidráulica como un estudio necesario para evaluar las amenazas potenciales para la salud humana de las sustancias químicas que se encuentran en el fluido indicado en base a muchos informes y estudios de las organizaciones relevantes, sobre todo la Organización Mundial de la Salud. Los resultados mostraron que un aumento esperado de la temperatura de la superficie en 4 °C condujo a un aumento en la concentración de benceno en el agua subterránea de 0,00046 mg/l en suelo franco arenoso, 0,00023 mg/l en suelo franco limoso y, finalmente, 0,017 mg/l. mg/l en suelo franco. El cambio climático puede afectar la capacidad de absorber benceno y puede reducirse del 0,1 % al 0,05 % en suelo franco, del 0,13 % al 0,06 % en suelo franco arcilloso arenoso y del 0,58 % al 0,52 % en suelo franco limoso. Los resultados mostraron que las propiedades del suelo y las características de los solutos que dependen de la temperatura tienen un papel principal e importante en la determinación del nivel de contaminantes del agua subterránea. Los resultados mostraron que el impacto del benceno en los acuíferos subterráneos poco profundos es leve; demostrando que cualquier impacto tardaría más de 200 días en ser considerable. Los acuíferos subterráneos que se encuentran a solo 100 cm de la fuente del derrame están más amenazados por la contaminación. A medida que aumenta la profundidad del agua subterránea, está a salvo de los contaminantes de fuentes superficiales. La construcción de la plataforma del pozo puede reducir sustancialmente el carbono orgánico en los suelos y, por lo tanto, reducir su papel en el control del movimiento de contaminantes.